专利名称：使用等离子体增强氧化钝化的硅蚀刻的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及半导体仪器的形成。更具体地说，本发明涉及蚀刻特征到硅材料中。
使用通过在特征的侧壁上形成钝化层保护特征的侧壁免于蚀刻反应影响的各向异性蚀刻，在硅衬底中形成通孔和沟槽等特征。蚀刻气体通常包含用于化学蚀刻的卤素气体(如SF6)和用于钝化的氧气(O2)。钝化层通常为特征的侧壁氧化形成的含氧化硅(SiOx 型膜)的氧化膜。钝化层的成分可被蚀刻化学和掩模材料影响。过多侧壁钝化可导致夹断， 过少侧壁钝化可导致弓起、底切以及临界尺寸退化。
还可通过使用“快速交替”等离子体蚀刻处理(气体调制处理)，采用等离子蚀刻周期和沉积(钝化)周期的快速重复交替，在硅衬底中形成深层特征。通常，SFf^n C4F8气体分别为蚀刻和沉积周期的主要处理气体。C4F8钝化周期中沉积侧壁保护聚合物层从而达到定向蚀刻。SF6蚀刻周期中，通过离子增强蚀刻从水平面(如通孔底部)去除钝化聚合物， 然后通过游离氟从暴露表面各向同性蚀刻硅。
在气体调制处理中，提供给等离子体处理反应器的处理气体快速开启和关闭，导致处理从去除晶片上硅的蚀刻条件快速变化到沉积材料到晶片上而不去除硅的沉积条件， 然后再次回到蚀刻条件。交替周期的持续时间通常相对较短，在硅衬底中达到预期深度通常需要多个周期。
发明内容
为了实现上述并按照本发明的目的，在一个实施方式中，提供了通过在硅层上形成的图案化掩模蚀刻硅层的方法。硅层放置于蚀刻室中。提供包括含氟气体和含氧、氢气体的蚀刻气体进入蚀刻室。由蚀刻气体产生等离子体，使用等离子体蚀刻特征到硅层中。然后停止蚀刻气体。等离子体可含有OH自由基。
在本发明的另一体现中，提供了通过使用下游等离子体在硅层上形成的图案化掩模蚀刻硅层的方法。硅层放置于蚀刻室中。提供包括含氟气体的蚀刻气体进入上游等离子体室。由蚀刻气体产生等离子体。从等离子体导入反应介质到蚀刻室，并提供含氧、氢的钝化气体进入蚀刻室使得反应介质包含OH自由基。使用反应介质蚀刻特征到硅层中。然后停止反应介质和钝化气体。钝化气体包含至少水蒸气或醇之一。
在本发明的另一体现中，提供了通过图案化掩模蚀刻特征到硅层中的装置。装置包括等离子体处理室、蚀刻气体源以及控制器。等离子体处理室包括形成等离子体处理室外壳的室壁，在等离子体处理室外壳内支撑衬底的衬底支撑件，调节等离子体处理室外壳中压强的压强调节器，为等离子体处理室外壳提供维持等离子体的电源的至少一个电极， 电连接到至少一个电极的至少一个射频电源，提供气体进入等离子体处理室外壳的进气口，以及从等离子体处理室外壳排放气体的出气口。与进气口流体连接的蚀刻气体源包括含氟气体源以及含氧、氢气体源。控制器可控连接到气体源、射频偏压源以及至少一个射频电源。控制器包括至少一个处理器以及包括蚀刻硅层的计算机可读代码的计算机可读介质。蚀刻硅层的计算机可读代码包括(a)使含氟气体从含氟气体源流入等离子体室的计算机可读代码，(b)使含氧、氢气体从含氧、氢气体源流入等离子体室的计算机可读代码，(C) 由所述含氟气体和所述含氧、氢气体形成等离子体的计算机可读代码，(d)提供偏压的计算机可读代码，(e)蚀刻特征到所述硅层中的计算机可读代码，以及(f)停止所述含氟气体和所述含氧、氢气体的计算机可读代码。
在以下本发明的详细描述中将结合以下附图更具体地描述本发明这些和其他特征。
本发明以附图中实施例的方式阐述，但并非以限定的方式，其中相似标识指代相似元素，其中 图1为按照本发明的实施方式蚀刻硅层处理的高级流程图。
图2图示出按照本发明的实施方式蚀刻特征的硅层横截面的实施例。
图3为可用于进行本发明的实施方式的等离子体处理系统的实施例示意图。
图4图示出适用于实施用于本发明的实施方式的控制器的计算机系统。
图5为按照本发明的另一实施方式蚀刻硅层处理的高级流程图。
图6为可用于进行本发明的实施方式的下游等离子体处理系统的实施例示意图。
详细描述 本发明将参照附图所示一些优选实施方式进行详细描述。在以下描述中，记载了众多具体细节以透彻地理解本发明。但是，对于本领域技术人员显而易见的是无需部分或全部具体细节本发明也可实施。在其他例子中，众所周知的处理步骤和/或结构未进行详细描述以免不必要地使得本发明不清楚。
如上所述，在硅蚀刻中使用侧壁钝化以保护特征的侧壁免于侧面蚀刻影响从而达到特征的各向异性蚀刻。例如，在硅蚀刻处理过程中，通过形成合适的侧壁可获得大致垂直的廓形。在常规稳态硅蚀刻中，通过硅特征侧壁的氧化形成侧壁钝化层。生成的钝化层通常为氧化硅膜。另一方面，在气体调制处理中，在沉积步骤中使用由含碳气体(如C4F8)形成的等离子体沉积侧壁钝化层，而在随后蚀刻步骤中使用由含氟气体(如Si^6)形成的等离子体蚀刻硅层，其中沉积步骤和蚀刻步骤快速交替。生成的钝化层通常为聚合物。
申请人:使用含氧气体，如02、SO2, CO2, CO作为钝化气体形成氧化型钝化层以在使用如SF6的含氟气体的蚀刻处理过程中保护特征侧壁。侧壁钝化层包含SiO2 (如果使用了 O2) ； SiOx (如果使用/添加了 SO2)；和/或SiC或SiOC (如果使用/添加了 C02和/Co)。还可以使用或增加N2O或NO2,使得钝化层进一步包含SiN或SiON。还可以添加其他的气体， 如氏礼，BCl3,其中钝化层还可包含SiOBN或SiBN。为了构建足够薄符合设计要求同时耐用足以保护特征侧壁的钝化层，申请人已研究出新型钝化气体和生成的新型钝化层。
按照本发明的实施方式，使用OH自由基修改侧壁钝化层的成分使得钝化层包含 SiOH，或通常SiOxHy，其中χ彡l，y彡1。为了在等离子体中提供OH自由基，钝化气体包含氧和氢。例如，钝化气体包括水蒸气和/或醇。如果钝化气体包含醇，钝化层可进一步包含 SiCOH和/或SiOC，或通常SiCnOxHy，其中η彡0，χ彡1，y彡0，并且η和y不同时为0。据信，使用水蒸气或醇蒸汽(0H自由基)氧化硅(形成钝化层)快于使用氧(0型自由基)。钝化层还可包含SiOx。
为了便于理解，图1为本发明的实施方式所用工艺的高级流程图，通过在硅层上形成的图案化掩模蚀刻硅层。提供包括含氟(F)气体和含氧(0)、氢(H)气体的蚀刻气体进入放置有硅层的蚀刻室(步骤10 。例如，含氟气体包含SF6。含氟气体可进一步包含 SiF40此外，含氟气体可为NF3或CF4,或SF6, NF3> SiF4和/或CF4的组合物。还可添加其他含卤气体到蚀刻气体。按照本发明的一个实施方式，作为钝化气体的含氧、氢气体为水蒸气。含氧、氢气体还可为醇(CnH2lri-OHh在另一实施方式中，含氧、氢气体可包含水蒸气和醇。蚀刻气体可进一步包含O2，和/或至少(X)2或CO之一。此外，酮(如丙酮，CH3CO-CH3) 也可用为钝化气体，还有C0、C02、水蒸气和/或醇。另外，还有其他化学品，如醛(包含末端羰基-CH0)、酯(具有总体结构R-COO-R'，其中R'为烃基，R为羧基)以及醚(具有总体结构R-0-R)。应当注意的是，可添加载运气体和/或稀释气体到化学作用以提供一定反应效果。
按照本发明的一个实施方式，通过蒸发液态前体(水或液态醇)可制得钝化气体。 还可通过使用下游等离子体反应器由高温化气体和吐气体制得oh自由基(或水蒸气)。 在被导入到蚀刻室之前，钝化气体(水蒸气或醇)可与含氟气体混合。备选地，含氟气体和钝化气体可通过不同的气体入口导入到产生等离子体的蚀刻室。
参照图1，由包含含氟气体和含氧、氢钝化气体(例如，水蒸气和/或醇)的蚀刻气体产生等离子体(步骤104)。在等离子体中，水蒸气提供羟基自由基(0Η)，醇提供羟基 (OH)。应该注意的是“羟基”通常用来描述有机化合物中取代基官能团-0Η。在本说明书和权利要求书中，“羟基”或“羟基自由基”均指羟基自由基(来自无机物或水)和羟基(来自有机化合物或醇)。
提供偏压(步骤106)，和使用等离子体蚀刻特征到硅层中(步骤104)。为了便于理解，图2图示出蚀刻特征的硅层200横截面的实施例。硅层200可为硅晶片。硅材料可为晶体硅、多晶硅、或非晶硅。硅材料还可为掺杂或应变硅。在硅层200上方提供的图案化掩模202限定了在硅材料上的特征204。掩模202可为光刻胶(PR)掩膜或硬模(氧化物)。掩膜202还可包括掩模下的其他层，如可在之前步骤中被蚀刻的导电层和/或介电质层(未示出)。蚀刻到硅材料中的特征204可有垂直(即大致90度)廓形角度，如图2 所示。根据不同的应用，特征204可具有锥化廓形(即廓形角度小于90度)。硅蚀刻可为特征蚀刻深度范围从5微米到400微米的深层蚀刻，而竞争性的互补金属氧化物(CMOS)半导体设备的常规层厚度为3到5微米。本发明适用于深层硅蚀刻，尤其是具有高深宽比的。 例如，特征的深宽比可为至少80，或者，特征深度可为至少80微米。
按照本发明的实施方式，使用OH自由基形成侧壁钝化层210，相较SiOx型钝化层成分不同。据信，使用OH自由基氧化硅快于使用0型自由基。本发明的实施方式的钝化层包含SiOH。钝化层还可包含SiOx。更一般地，钝化层包含SiOxHy，其中χ彡l，y彡1。如果使用了醇，钝化层可进一步包含SiCOH和/或SiOC。更一般地，钝化层包含SiCnOxHy，其中 η彡0，χ彡1，y彡0，并且η和y不同时为0。
同样据信，包含SiOH(SiOxHy或SiCnOxHy)的钝化层比不具有SiOH化合物的常规 SiOx型钝化层更薄更坚固(耐用)。在蚀刻处理过程中，钝化发生于侧壁206和特征204的底部208。由于提供了偏压(步骤206)，带电粒子(离子)轰击特征底部208，但不或极少轰击侧壁206。因此，形成于侧壁上的钝化层210进一步保护侧壁206免于蚀刻剂(F)自由基的影响。另一方面，钝化层在特征底部208上形成的同时，又被离子辅助蚀刻去除，通过自由基蚀刻暴露的硅。包含SiOxHy和/或SiCnOxHy的钝化层210不易被自由基蚀刻，需要离子轰击去除。
在蚀刻预期特征(步骤108)后，停止蚀刻气体(步骤110)。
使用上述的包括如SF6的含氟气体和含氧、氢气体的蚀刻气体，通过持续的、非交替的蚀刻处理(稳态)可达到高蚀刻效率以及预期处理灵活性。处理为持续的，因为即使供应气体流量设定点可在处理过程中改变(例如，从较高值滑到较低值，反之亦然)，但是并不开启和关闭蚀刻气流；或者说，在特征204被蚀刻到硅层200中时气体供应保持持续。 处理为非交替的，因为不从“蚀刻”条件到“沉积”条件变化；或者说，在蚀刻处理过程中，硅的蚀刻和蚀刻的阻止(钝化)同时发生。这种持续处理的蚀刻效率在快速交替后可被显著提高，因为在100%总处理时间中，不断去除硅。此外，因为气流为持续的，所以可使用如气体流量控制器的标准硬件，从而降低支持该处理所需系统的成本和复杂性。
稳态硅蚀刻处理的一个实施例在2500W TCP功率、250V偏压下使用包括SF6和 H2O蒸汽的蚀刻气体。蚀刻气流可包括800sCCm SFf^PSOOscCm H2O蒸汽。蚀刻气流可包括80mTorr的80sccm02和50sccm CO。另外，如果使用了醇，化学条件包括800sccmSF6和 300sccm C2H5OH(乙醇)或CH3OH(甲醇)蒸汽。蚀刻气流可包括80mTorr的120sccm O2和 50sccm CO。晶片衬底温度设定为0度。并且，使用C0、C02之外，还可使用醇、酮(如丙酮， CH3CO-CH3)。
此外，通过改变在持续蚀刻处理过程中的常规处理参数，如等离子体电源、晶片偏置电源、处理室压强或类似参数，可提高持续蚀刻处理的处理性能和灵活性。例如，可脉冲激发开/关等离子体电源和/或晶片偏压或使其在高/低模式间转换从而平衡到达晶片的中性与带电反应等离子体成分的比例。在另一实施例中，等离子体电源、晶片偏置电源和/ 或等离子体处理室中压强在持续蚀刻处理过程中可从较高值滑到较低值，反之亦然。
图3图示出按照本发明的一个实施方式可用于进行蚀刻硅层处理的等离子体处理系统300的实施例。等离子体处理系统300包括其中具有等离子处理室304的等离子体反应器302。匹配网络308所调频的等离子体电源306为靠近窗312的TCP线圈310提供电源以在等离子体处理室304中产生等离子体314。TPC线圈(上电源)310可配置为在处理室304中产生均勻扩散分布。例如，TPC线圈310可配置为在等离子体314中产生环形电分布。提供窗312隔离TPC线圈310和等离子体室304但允许能量从TPC线圈310传递到等离子体室304。匹配网络318所调频的晶片偏压电源316为电极320提供电源以在电极 320所支持的晶片322上设定偏压。控制器324为等离子体电源306和晶片偏压电源316 设定点。
等离子体电源306和晶片偏压电源316可设置为在特定射频操作，如13. 56MHz、 27MHz、2MHz、400kHz或其的组合。等离子体电源306和晶片偏压电源316可被制成合适尺寸以供应一系列电源从而达到预期处理性能。例如，在本发明的一个实施方式中，等离子体电源306可供应从300到IOOOOWatts的电源，晶片偏压电源316可供应从10到1000V的偏压。此外，TPC线圈310和/或电极320可由单电源或多电源供电的两个或两个以上子线圈或子电极组成。
如图3所示，等离子体处理系统300进一步包括气体源/气体供给机制330。气体源包括含氟气体源332、钝化气体源(含氧、氢气体源)334以及可选的附加气体336。气体 332,334和336通过进气口 340与处理室304流体连接。进气口 340可位于室304内的任何优越位置，可采用任何形式注入气体，如单喷嘴或喷气头。但是，优选进气口 340可设置为产生“可调”气体注入模式，使得可在处理室304中独立调节各个气流到多个区域。通过压强控制阀342和泵344去除室304中的处理气体和副产品，还可起到维持等离子体处理室304内特定压强的作用。通过控制器3M控制气体源/气体供应机制330。
等离子体处理系统300还可包括窗口冷却系统(未示出)以降低跨窗口 312的温度梯度和降低窗口 312的整体运行温度。
图4图示出适用于实施用于本发明的一个或更多实施方式的控制器324(图3中) 的计算机系统400的框图。计算机系统400可具有从集成电路、印制电路板以及小型手持设备到巨大超级计算机的多个物理形式。在计算机系统400中，各式各样的子系统连接到系统总线420。处理器422(也称中央处理单元，或CPU)连接到包括系统存储器4 的存储设备。存储器4M包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。本领域公知，ROM单向定向传递数据和指令到CPU，RAM通常以双向方式传递数据和指令。这两种类型的存储器可包括下述的任何适合的计算机可读介质。固定磁盘4 同样双向连接到CPU 422 ；其提供附加数据存储容量并还可包括下述的任何计算机可读介质。固定磁盘4 可用于存储程序、 数据等等，是慢于主存储器的常规辅助存储介质(如硬盘)。值得重视的是，固定磁盘426 内保存的信息，在适当情况下，可纳入如存储器424中虚拟内存的标准方式。移动磁盘414 可通过磁盘驱动4 用于传递数据到计算机系统400或从计算机系统400传递数据。移动磁盘414可采用下述的任何计算机可读介质形式。如USB闪存驱动的便携式存储器434也可通过串行端口 432使用。
CPU 422也连接到各式各样的输入/输出设备，如显示器404、键盘410、如计算机鼠标的用户指向设备412、音箱430以及输入/输出(VO)控制器436。通常，输入/输出设备可为任何视频显示器、轨迹球、鼠标、键盘、麦克风、触控显示器、传感读卡器、磁性或纸带读卡器、图形输入装置、记录针、语音或手写识别器、生物识别读卡器或其他计算机。CPU 422可连接到使用网络端口 440的另一台计算机或电信网络。通过该网络端口，预期CPU 422在进行上述方法步骤的过程中可收到源于网络的信息或输出信息到网络。此外，本发明的方法实施方式可在CPU 422上执行或在网络上(如结合了部分处理分享的远程CPU的互联网)执行。
为了诊断等离子体处理系统和控制等离子体处理，计算机系统400可配置为收集和存储如气体流量、压强、温度、功率等等相关处理数据。
此外，本发明的实施方式进一步涉及具有计算机可读介质的计算机存储产品，计算机可读介质上具有计算机代码用于执行各式各样的计算机实施操作。介质和计算机代码可为特别设计用于实现本发明的目的，或者被计算机软件领域技术人员公知的。有形的计算机可读介质包括但不限于如硬盘、软盘以及磁带的磁性介质；如CD-ROM和全息装置的光学介质；如软盘的磁性介质；以及如特定应用集成电路(ASICs)、可编程逻辑器件(PLDs) 以及ROM和RAM装置等特别设置为存储和执行程序代码的硬件装置。计算机代码的例子包括如由编译器产生的机器代码和包含由计算机使用解译器执行的高级代码的文件。计算机可读介质还可为包含在载波中的计算机数据信号所传递的、代表处理器所执行的指令序列的计算机代码。
按照本发明的一个实施方式，下游等离子体室被用于蚀刻硅层，钝化气流可被导入等离子体的下游。图5图示出本发明的实施方式中通过使用下游等离子体室在硅层上形成图案化掩模蚀刻硅层的处理。图6图示出按照本发明的一个实施方式可用于进行蚀刻硅层处理的下游等离子体处理系统600的示例。
如图6所示，下游等离子处理系统600包括蚀刻室602和上游等离子室610。匹配网络608所调频的等离子体电源606为位于蚀刻室602上的上游等离子体室610提供电源。 上游等离子体室610使用射频电源或微波激发等离子体612。反应介质650通过孔652从等离子体612流入蚀刻室602。基于晶片的等离子体源和偏压电源616提供等离子体和偏压。匹配网络618所调频的电源616为晶片位于其上的电极620提供电源以提供晶片上方的等离子体并在电极620所支持的晶片622上设定偏压。控制器6M为上游等离子体电源 606和基于晶片的等离子体源和偏压电源616设定点。使用上述计算机系统400(图4A和 4B)可实施控制器624。此外，基于晶片的等离子体源和偏压电源616可提供一个或更多频率。例如，可使用单13. 56MHz,27MHz和2MHz、以及27MHz或更高和400kHz。基于晶片的等离子体源和偏压电源616可包括两个独立发动机作为等离子体源的较高频率发动机，以及上游等离子体室610作为偏压源的较低频率另一个发动机。
下游等离子体处理系统600进一步包括气体源/气体供给机制630。气体源包括含氟气体源632、钝化气体源(含氧、氢气体源)636以及可选的附加气体源634。含氟气体源632和附加气体源634(可选的)通过进气口 614与等离子体室610流体连接。钝化气体源634通过进气口 640与蚀刻室602流体连接。进气口 614和640分别可位于上游等离子体室610和蚀刻室602中的任何优越位置，可采用任何形式注入气体，如单喷嘴或喷气头。 但是，优选进气口 614和640可设置为产生“可调”气体注入模式，使得独立调节各个气流。 通过压强控制阀642和泵644去除蚀刻室604中的处理气体和副产品，还可起到维持等离子体处理室604内特定压强的作用。通过控制器6M控制气体源/气体供应机制630。
如图5所示，提供包括含氟气体的蚀刻气体到上游等离子体室610(步骤502)，由蚀刻气体产生等离子体612(步骤504)。蚀刻气体可包含类似以上实施方式的其他成分，可被提供以形成附加气体源634。运输源自等离子体612的反应介质650到蚀刻室602 (步骤 506)。反应介质650包含自由基和离子。通过进气口 640导入含氧、氢的钝化气体肪4到蚀刻室602 (步骤508)使得反应介质650包含OH自由基。提供偏压(步骤510)，使用反应介质蚀刻特征到硅层中(步骤51幻。然后停止反应介质和钝化气体(步骤514)。
按照本发明的另一实施方式，新型钝化气体还可用于由沉积和蚀刻步骤反复交替组成的气体调制处理的蚀刻步骤。通常，沉积步骤使用含C4F8的沉积气体，蚀刻步骤使用含 SF6的蚀刻气体。在蚀刻步骤中，可添加含氧、氢的钝化气体(例如，水蒸气和/或醇)到含 SF6的蚀刻气体。
尽管已根据数种优选的实施方式描述了本发明，但存在有改变、置换、和多种可替代的等同方式，均落入本发明的范围之内。还应当注意，存在有多种实施本发明方法和装置的备选方式。因此，所附的权利要求意在被解释为包括所有落入本发明主旨和保护范围内的这些改变、置换和多种可替代的等同方式。
权利要求
1.使用放置有硅层的蚀刻室，通过在该硅层上形成的图案化掩模蚀刻该硅层的方法， 所述方法包括提供包括含氟气体和含氧、氢气体的蚀刻气体进入所述蚀刻室；由所述蚀刻气体产生等离子体；使用所述等离子体蚀刻特征到所述硅层中；以及停止所述蚀刻气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述等离子体含OH自由基。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括 在所述蚀刻过程中提供偏压。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含氧、氢气体包含水蒸气。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述蚀刻包括在所述蚀刻特征的侧壁上形成含SiOxHy的钝化层，其中χ > 1，y > 1。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含氧、氢气体包含醇。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述蚀刻包括在所述蚀刻特征的侧壁上形成含SiCnOxHy的钝化层，其中η彡0，χ彡1，y彡0，并且η 和y不同时为0。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含氟气体包含SF6。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述含氟气体进一步包含SiF4。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含02。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含至少(X)2或CO之一。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中从在不同位置所提供的不同进气口分别导入所述蚀刻气体和所述含氧、氢气体到所述蚀刻室。
13.使用放置有硅层的蚀刻室，通过在该硅层上形成的图案化掩模蚀刻该硅层的方法， 所述方法包括提供包括含氟气体的蚀刻气体进入上游等离子体室； 由所述蚀刻气体产生等离子体； 从所述等离子体导入反应介质到所述蚀刻室；提供含氧、氢的钝化气体进入所述蚀刻室使得所述反应介质包含OH自由基； 使用所述反应介质蚀刻特征到所述硅层中；以及停止所述反应介质和所述钝化气体。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括 在所述蚀刻过程中提供偏压。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述钝化气体包含至少水蒸气或醇之一。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述蚀刻包括在所述蚀刻特征的侧壁上形成含SiOxHy的钝化层，其中χ > 1，y > 1。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述蚀刻包括在所述蚀刻特征的侧壁上形成含SiCnOxHy的钝化层，其中η彡0，χ彡1，y彡0，并且η 和y不同时为0。
18.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述含氟气体包含SF6。
19.通过图案化掩模在硅层中蚀刻特征的装置，包括 等离子体处理室，包括形成等离子体处理室外壳的室壁；在所述等离子体处理室外壳内支撑衬底的衬底支撑件；调节所述等离子体处理室外壳中压强的压强调节器；为所述等离子体处理室外壳提供维持等离子体电源的至少一个电极；电连接到所述至少一个电极的至少一个射频电源；提供气体进入所述等离子体处理室外壳的进气口；所述等离子体处理室外壳排放气体的出气口；与所述进气口流体连接的蚀刻气体源，包括含氟气体源；以及含氧、氢气体源；以及可控连接到所述气体源、所述射频偏压源和所述至少一个射频电源的控制器，包括 至少一个处理器；以及计算机可读介质，包括 蚀刻所述硅层的计算机可读代码，包括使含氟气体从所述含氟气体源流入所述等离子体室的计算机可读代码；使含氧、氢气体从所述含氧、氢气体源流入所述等离子体室的计算机可读代码；由所述含氟气体和所述含氧、氢气体形成等离子体的计算机可读代码；提供偏压的计算机可读代码；蚀刻特征到所述硅层中的计算机可读代码；以及停止所述含氟气体和所述含氧、氢气体的计算机可读代码。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述含氧、氢气体包含水蒸气。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述蚀刻包括在所述蚀刻特征的侧壁上形成含SiOxHy的钝化层，其中χ > 1，y > 1。
22.根据权利要求1-3和20-21任一项所述的方法，其中所述含氧、氢气体包含醇。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述蚀刻包括在所述蚀刻特征的侧壁上形成含SiCnOxHy的钝化层，其中η彡0，χ彡1，y彡0，并且η 和y不同时为0。
24.根据权利要求1-3和20-23任一项所述的方法，其中所述含氟气体包含SF6。
25.根据权利要求M所述的方法，其中所述含氟气体进一步包含SiF4。
26.根据权利要求1-3和20-25任一项所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含02。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含至少(X)2或CO之一。
28.根据权利要求1-3和20-27任一项所述的方法，其中从在不同位置所提供的不同进气口分别导入所述蚀刻气体和所述含氧、氢气体到所述蚀刻室。
29.根据权利要求13至17任一项所述的方法，其中所述含氟气体包含SF6。
全文摘要
提供了通过在硅层上形成的图案化掩模蚀刻硅层的方法和装置。所述硅层放置于蚀刻室中。提供包括含氟气体和含氧、氢气体的蚀刻气体进入所述蚀刻室。由所述蚀刻气体产生等离子体，使用所述等离子体蚀刻特征到所述硅层中。然后停止所述蚀刻气体。所述等离子体可含有OH自由基。
文档编号H01L21/3065GK102187435SQ200980140632
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月9日 优先权日2008年10月23日
发明者雅罗斯瓦夫·W·温尼克泽克, 罗伯特·P·谢比 申请人:朗姆研究公司